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그림과 같이 정수압 상태에서 물이 유입되는 밸브를 열었다. 밸브를 열기… | [7급 국가직 토질역학] 23년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[7급 국가직 토질역학] 23년 1회차
그림과 같이 정수압 상태에서 물이 유입되는 밸브를 열었다. 밸브를 열기 전·후 바닥 A점과 중앙 B점에서 각각의 유효연직응력[kPa]은? (단, 물의 단위중량은 10 kN/m3이고, 밸브가 열린 이후 수두차는 일정하다)

A B
문제 이미지
1
20 10
2
20 20
3
40 10
4
40 20
해설

밸브를 열기 전 A점의 유효응력은 40 kPa, 연 뒤 B점의 유효응력은 10 kPa이다.

밸브를 닫은 정수압 상태에서는 수중단위중량만으로 유효응력이 정해진다. A점은 흙 4 m 아래이다.

σA′=γ′z=(20−10)×4=40 kPa\sigma'_A=\gamma' z=(20-10)\times 4=40\ \mathrm{kPa}

밸브를 열면 상향침투가 생기고, B점에 연결된 관의 수위가 수조 수면보다 1 m 높으므로 B점의 압력수두는 2+2+1=5 m이다.
σB=10×2+20×2=60 kPa\sigma_B=10\times 2+20\times 2=60\ \mathrm{kPa}
uB=10×5=50 kPau_B=10\times 5=50\ \mathrm{kPa}
σB′=60−50=10 kPa\sigma'_B=60-50=10\ \mathrm{kPa}

  • A점을 20 kPa로 본 조합은 흙 2 m 깊이만 반영한 값이다.
  • B점을 20 kPa로 본 조합은 상향침투에 따른 과잉수압 1 m를 빠뜨린 정수압 값이다.

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